a. 現(xiàn)有的燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)

　　現(xiàn)有的燃料乙醇主要以糧食基淀粉為原料，如2004年美國用玉米生產(chǎn)1000萬噸乙醇，歐洲用小麥生產(chǎn)160萬噸乙醇；僅巴西以甘蔗為原料，年生產(chǎn)乙醇約1200萬噸。我國2005年燃料乙醇產(chǎn)量102萬噸，主要以玉米為原料。乙醇的生產(chǎn)基本上都是通過微生物對葡萄糖的發(fā)酵得到乙醇。乙醇的生產(chǎn)原料多種多樣，主要是玉米、小麥等淀粉質(zhì)原料，還有諸如甘蔗、糖蜜、甜菜等糖質(zhì)原料，亦有木質(zhì)纖維素類植物生物質(zhì)原料等。無論采用何種原料，其乙醇生產(chǎn)工藝大同小異。 在乙醇生產(chǎn)中，為了加速蒸煮、糖化、發(fā)酵的反應(yīng)速度，需要對固體原料粉碎，通常分為干法和濕法兩種。在以玉米為原料的濕法生產(chǎn)工藝中，玉米油、蛋白飼料和玉米谷盶粉這些副產(chǎn)品的收入占玉米自身費用的60％或者更多；與此相對照，干法生產(chǎn)過程中得到的副產(chǎn)品收入在同等條件下通常占玉米費用的45％。美國主要采用濕法工藝生產(chǎn)。但濕法工藝中存在大量的污水處理問題，我國豐原集團公司開發(fā)了“半干法”玉米處理技術(shù)，不僅提高了玉米利用率，還顯著減少了廢水量，解決了濕法處理玉米工藝中的污水處理問題。

　　b. 燃料乙醇技術(shù)的開發(fā)前景

　　目前乙醇的生產(chǎn)成本較高，如何降低乙醇成本并使之能與石油基燃料產(chǎn)品在價格上競爭是世界性的難題，其中原料成本占產(chǎn)品總成本的70%左右，能耗也是構(gòu)成成本的重要因素。這兩個影響乙醇成本的關(guān)鍵因素，已成為各國研究開發(fā)的熱點。一些技術(shù)即將應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)，包括：非糧食原料生產(chǎn)乙醇技術(shù), 乙醇生產(chǎn)節(jié)能技術(shù), 纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)等。

　　纖維素乙醇的研究已有幾十年歷史，最早的技術(shù)是濃酸水解法。目前國際上生產(chǎn)纖維素乙醇主要采用稀酸水解和酶水解技術(shù)。最理想的是一體化乙醇生產(chǎn)技術(shù)CPB（Consolidate Bioprocessing），即同一微生物完成產(chǎn)纖維素酶、纖維素水解、乙醇發(fā)酵過程，但乙醇產(chǎn)率不高，產(chǎn)生有機酸等副產(chǎn)物，尚需大量的基礎(chǔ)研究。

　　2)生物柴油

　　生物柴油是燃料乙醇以外的另一種液體生物燃料，從動植物油脂生產(chǎn)的一種長鏈脂肪酸的單烷基酯，在工業(yè)應(yīng)用上主要指脂肪酸甲酯。天然油脂多由直鏈脂肪酸的甘油三酯組成，與甲醇酯交換后，分子量降至與柴油的接近，從而使其具有更接近于柴油的性能，十六烷值高，潤滑性能好，是一種優(yōu)質(zhì)清潔柴油。同時這些長鏈脂肪酸單烷基酯可生物降解，高閃點，無毒，VOC低，具有優(yōu)良的潤滑性能和溶解性，所以也是制造可生物降解高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品的原料。生物柴油在歐盟已大量使用，2004年歐盟的生物柴油產(chǎn)量為224萬噸，僅德國就已有1800個加油站供應(yīng)生物柴油，并已頒布了德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（EDIN51606）。美國試圖通過立法，在全國的柴油中添加2%的生物柴油。馬來西亞大力推進以棕櫚油為原料生產(chǎn)的生物柴油，生產(chǎn)潛力達2000萬噸/年；印度正積極開發(fā)麻風(fēng)果生物柴油，將在5-10年內(nèi)達到1000萬噸/年的生產(chǎn)能力，英國石油BP已介入印度的麻風(fēng)果生物柴油產(chǎn)業(yè)。

　　a. 國外生物柴油生產(chǎn)技術(shù)

　　生物柴油生產(chǎn)是由甘油三酸酯與甲醇通過酯交換制備生物柴油，甘油為副產(chǎn)品。歐洲主要以菜子油為原料生產(chǎn)生物柴油，美國則以大豆油為原料生產(chǎn)。一般小的生物柴油廠采用間歇酯交換反應(yīng)，而大型企業(yè)都采用連續(xù)酯交換反應(yīng)生產(chǎn)生物柴油。

　　德國魯奇（Lurgi）公司的采用的是兩級連續(xù)醇解工藝油脂轉(zhuǎn)化率達96％，過量的甲醇可以回收繼續(xù)作為原料進行反應(yīng)。德國斯科特公司（Sket）采用的是連續(xù)脫甘油醇解工藝可以使醇解反應(yīng)的平衡不斷向右移動，從而獲得極高的轉(zhuǎn)化率。魯奇的兩級連續(xù)醇解工藝和斯科特的連續(xù)脫甘油醇解工藝在歐洲和美國均有10萬噸/年級的工業(yè)化生產(chǎn)裝置。這兩種工藝都在常壓下進行，均加工精煉油脂。其優(yōu)點是工藝成熟，可間歇或連續(xù)操作，反應(yīng)條件溫和，適合于優(yōu)質(zhì)原料；缺點是原料需精制，控制酸值小于0.5，工藝流程復(fù)雜，甘油回收能耗高，三廢排放多，腐蝕嚴(yán)重。德國漢高（Henkel）公司開發(fā)了堿催化的連續(xù)高壓醇解工藝。該工藝的醇解溫度220-240℃，壓力9-10MPa，原料中甘油三酸酯的轉(zhuǎn)化率接近100%，游離脂肪酸大部分可以與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)而生成脂肪酸甲酯。此工藝的優(yōu)點是可使用高酸值原料，催化劑用量少，工藝流程短，適合規(guī)?；B續(xù)生產(chǎn)；缺點是反應(yīng)條件苛刻，對反應(yīng)器要求高，甘油回收能耗較高。

　　b. 國內(nèi)生物柴油生產(chǎn)技術(shù)

　　國內(nèi)主要以高酸值的廢棄油脂為原料，大多采用硫酸、有機磺酸等液體酸催化劑進行酸催化的酯化－酯交換制備生物柴油。中石化開發(fā)了基于超臨界的生物柴油生產(chǎn)技術(shù)，即將工業(yè)化.

　　另外，國內(nèi)外還在研究:

　　a. BtL生產(chǎn)生物柴油的術(shù)：植物油如同石油一樣資源，每年的產(chǎn)量是有限的，以其為原料生產(chǎn)生物柴油不能滿足大規(guī)模使用生物柴油的需要和經(jīng)濟性；其次，除低芥酸、低硫甙的“雙低”菜子油外，其他原料油生產(chǎn)的生物柴油只能以2-20%比例與石油基柴油混合，不能100%地使用。因此必須開發(fā)新的技術(shù)，利用具有巨大資源潛力的生物質(zhì)和有機廢棄物（包括農(nóng)業(yè)殘余物、動物內(nèi)臟、城市固體廢物、污水、以及舊輪胎等）把其轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的清潔燃油、化肥和化工產(chǎn)品，即BtL技術(shù)。應(yīng)用化學(xué)法從生物質(zhì)中生產(chǎn)生物柴油包括生物質(zhì)氣化再經(jīng)FT（Fischer-Tropsch，F(xiàn)T）合成生物柴油和DTP（Thermal Depolymerization，TDP）熱分解生產(chǎn)生物柴油技術(shù)。

　　b. TDP生產(chǎn)生物柴油技術(shù): DTP技術(shù)是將生物質(zhì)通過快速熱解生產(chǎn)液體燃料的技術(shù)，利用該技術(shù)可以將生物質(zhì)變?yōu)榍鍧嵢剂?生物柴油，作為石油產(chǎn)品的替代品。自1980年以來，DTP技術(shù)取得了很大進展，成為最有開發(fā)潛力的生物柴油生產(chǎn)技術(shù)之一。國際能源署（IEA）組織了美國、加拿大、芬蘭、意大利、瑞典、英國等國的十余個研究小組包括Batelle、麻省理工學(xué)院等國家著名大學(xué)及實驗室進行了10余年的研究及開發(fā)工作，工作的重點圍繞該技術(shù)發(fā)展?jié)摿?、技術(shù)經(jīng)濟可行性等。到1995年初，在加拿大、美國、意大利及芬蘭等國已有20余套生物質(zhì)快速裂解試驗裝置，規(guī)模從每小時幾十到幾百千克的生物質(zhì)的處理量。TDP技術(shù)一般包括預(yù)處理、熱解、分離和收集三個過程。

　　我國在生物質(zhì)熱裂解制取液體燃料的研究基本上都處于試驗研究階段。沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)在UNDP的資助下，從荷蘭的BTG引進一套50kg/h旋轉(zhuǎn)錐閃速熱裂解裝置并進行了相關(guān)的試驗研究；上海理工大學(xué)也利用旋轉(zhuǎn)錐閃速熱裂解裝置對生物質(zhì)進行了熱解試驗研究；浙江大學(xué)在上世紀(jì)末成功開發(fā)了以流化床技術(shù)為基礎(chǔ)的生物質(zhì)熱裂解液化反應(yīng)器；山東工程學(xué)院、中國科學(xué)院廣州能源研究所和中國科學(xué)院過程研究所也在進行相關(guān)的生物質(zhì)熱裂解液化研究。

　　TDP技術(shù)的關(guān)鍵過程是熱解，該過程必須嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度及原料的滯留時間，以確保在極快的加熱和熱傳導(dǎo)速率下原料能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)闊峤庹羝?。對于熱解過程產(chǎn)生的熱解蒸汽必須快速、徹底的進行分離，以避免炭和灰份在熱解蒸汽的二次裂解中起催化作用。美國已經(jīng)在Philadelphia（費城）建立了一個采用TDP技術(shù)利用有機廢棄物生產(chǎn)生物柴油的中試廠，最近又在密蘇里州（Missouri）的Carthage投資2000萬美圓建設(shè)了一座采用TDP技術(shù)日處理200噸火雞加工廢棄物產(chǎn)274桶柴油的工廠。但由于液體產(chǎn)物收率低、成分復(fù)雜，加之成本較高等原因使該技術(shù)在推廣上尚有難度。